CN106755778A - 一种薄壁长刀片真空淬火工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及真空热处理技术领域，目的在于提供一种薄壁长刀片真空淬火工艺，所述薄壁长刀片真空淬火工艺，包括如下步骤：1、在薄壁长刀片上设置两个以上的工艺孔，在工艺孔上设置连接件，将两片薄壁长刀片通过连接件相对固定设置，在两片薄壁长刀片间设置支撑块，连接件、两片薄壁长刀片和支撑块组成薄壁长刀片组件；2、将步骤1所得的薄壁长刀片组件的侧面垂直放置于垫块上，使薄壁长刀片组件平稳放置于托盘上，装炉；3、将步骤2的薄壁长刀片组件和垫块连同托盘一起进行真空淬火和回火。本发明的有益效果在于：减少淬火变形，提高成品率，准确控制薄壁长刀片淬火后的平面度，节省材料，减少后续加工余量，降低加工成本。
Description
技术领域
本发明涉及真空热处理技术领域，特别涉及一种薄壁长刀片真空淬火工艺。
背景技术
采用现有真空淬火工艺对粉末冶金高速钢的薄壁长刀片(长厚比≥60)进行真空淬火，单件的薄壁长刀片水平摆放在托盘上时，由于薄壁长刀片长度长、壁厚薄，淬火冷却时各部位冷却不均匀，使得薄壁长刀片淬火后存在变形大，废品率高，平面度很难准确控制，必须加大后续加工余量，导致材料浪费，加工成本居高不下。
发明内容
本发明的目的在于克服了上述缺陷，提供一种有效减少淬火变形，提高成品率，准确控制淬火后平面度的薄壁长刀片真空淬火工艺。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种薄壁长刀片真空淬火工艺，包括如下步骤：
步骤1、在薄壁长刀片上设置两个以上的工艺孔，在工艺孔上设置连接件，将两片薄壁长刀片通过连接件相对固定设置，在两片薄壁长刀片间设置支撑块，连接件、两片薄壁长刀片和支撑块组成薄壁长刀片组件；
步骤2、将步骤1所得的薄壁长刀片组件的侧面垂直放置于垫块上，使薄壁长刀片组件平稳放置于托盘上，装炉；
步骤3、将步骤2的薄壁长刀片组件和垫块连同托盘一起进行真空淬火和回火。
本发明的有益效果在于：通过改变薄壁长刀片的结构，改变薄壁长刀片的装炉方式，使得薄壁长刀片间、薄壁长刀片与托盘间有足够的空气对流空间，薄壁长刀片在淬火冷却时各部位均匀冷却，增加薄壁长刀片刚性，减少薄壁长刀片淬火变形，提高成品率；同时两片薄壁长刀片相对固定后侧面垂直摆放在垫块上，增加薄壁长刀片刚性，准确控制薄壁长刀片淬火后的平面度，节省材料，减少后续加工余量，降低加工成本；薄壁长刀片经过真空淬火和回火工艺优化后，减少变形。
附图说明
图1是本发明实施例薄壁长刀片真空淬火工艺的薄壁长刀片组件的装配示意图。
图2是本发明实施例薄壁长刀片真空淬火工艺的薄壁长刀片的组装示意图。
标号说明：
1-薄壁长刀片；2-工艺孔；3-垫块；4-连接件；5-支撑块。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
本发明最关键的构思在于：通过改变薄壁长刀片的结构，改变薄壁长刀片的装炉方式，薄壁长刀片各部位冷却均匀，增加刚性，并且对真空淬火和回火的工艺进行优化。
请参阅图1-2，本实施例的薄壁长刀片真空淬火工艺，包括如下步骤：
步骤1、在薄壁长刀片1上设置两个以上的工艺孔2，在工艺孔2上设置连接件4，将两片薄壁长刀片1通过连接件4相对固定设置，两片薄壁长刀片1间设有支撑块5，连接件4、两片薄壁长刀片1和支撑块5组成薄壁长刀片组件；
步骤2、将步骤1所得的薄壁长刀片组件的侧面垂直放置于垫块3上，使薄壁长刀片组件平稳放置于托盘上，装炉；
步骤3、将步骤2的薄壁长刀片组件和垫块3连同托盘一起进行真空淬火和回火。
具体的，所述步骤3的真空淬火在真空气淬炉内进行，真空淬火和回火的工艺为：
步骤a、将薄壁长刀片组件从室温升温到650℃-680℃，升温时间40-50分钟，保温时间40-50分钟；
步骤b、将步骤a的薄壁长刀片组件从650℃-680℃升温到850℃-880℃，升温时间25-35分钟，保温时间30-40分钟；
步骤c、将步骤b的薄壁长刀片组件从850℃-880℃升温到1050℃-1080℃，升温时间15-25分钟，保温时间10-20分钟；
步骤d、将步骤c的薄壁长刀片组件从1050℃-1080℃升温到1215℃-1240℃，升温时间10-20分钟，保温10-18分钟；
步骤e、步骤d的薄壁长刀片组件保温结束后，向真空气淬炉炉膛内充氮气，氮气压力为0.35MPa-0.4MPa，同时打开风机，风机转速为2400r/min-2600r/min，将薄壁长刀片组件冷却到100℃，调低风机转速至1800r/min-2000r/min；
步骤f、将步骤e的薄壁长刀片组件高温回火三次，高温回火工艺为：薄壁长刀片组件从100℃升温到500℃-550℃，保温3小时，然后出炉空冷至室温。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：通过改变薄壁长刀片的结构，改变薄壁长刀片的装炉方式，使得薄壁长刀片间、薄壁长刀片与托盘间有足够的空气对流空间，薄壁长刀片在淬火冷却时各部位均匀冷却，增加薄壁长刀片刚性，减少刀片淬火变形，提高成品率；同时两片薄壁长刀片相对固定后侧面垂直摆放在垫块上，增加薄壁长刀片刚性，准确控制薄壁长刀片淬火后的平面度，节省材料，减少后续加工余量，降低加工成本；对真空淬火和回火的工艺进行优化，延长保温时间，减少粉末冶金高速钢中铬元素的挥发，同时确保薄壁长刀片各个部位温差控制在10℃-20℃，以减少各部位温差产生的应力变形，从而减少薄壁长刀片变形，增加韧性和硬度，同时也能防止发生过热，组织粗大，影响薄壁长刀片使用效果。
进一步的，所述垫块3的材质为A3钢材。
由上述描述可知，A3钢材熔点高，在高温气淬时不会变形。
进一步的，所述连接件4为不锈钢螺钉。
由上述描述可知，不锈钢螺钉与薄壁长刀片的元素和奥氏体化温度不同，高温时不锈钢螺钉不会与粉末冶金高速钢的薄壁长刀片产生粘结；不锈钢螺钉使得两片薄壁长刀片间的相对固定牢固，实现固定连接。
进一步的，所述支撑块5为不锈钢垫片或不锈钢螺帽。
由上述描述可知，不锈钢垫片或不锈钢螺帽与薄壁长刀片的元素和奥氏体化温度不同，高温时不锈钢垫片或不锈钢螺帽不会与粉末冶金高速钢的薄壁长刀片产生粘结；不锈钢垫片或不锈钢螺帽使得两片薄壁长刀片间的距离可根据需要调节，增强薄壁长刀片的刚性，减少变形量。
请参照图1-2，本发明的实施例一为：
一种薄壁长刀片真空淬火工艺，包括如下步骤：
步骤1、在薄壁长刀片1端面的中轴线上设置两个以上的螺钉孔，相邻两个螺钉孔间的距离为100mm，在螺钉孔上设置不锈钢螺钉，不锈钢螺钉将相对放置的两片薄壁长刀片1固定连接，两片薄壁长刀片1间设有不锈钢垫片，通过不锈钢垫片控制两片薄壁长刀片1间的距离为50mm，不锈钢垫片套设在不锈钢螺钉上，不锈钢螺钉、两片薄壁长刀片1和不锈钢垫片组成薄壁长刀片组件；
步骤2、将步骤1所得的薄壁长刀片组件的侧面垂直放置于垫块3上，使薄壁长刀片组件平稳放置于托盘上，装炉；
步骤3、将步骤2的薄壁长刀片组件和垫块3连同托盘一起进行真空淬火和回火。
真空淬火在真空气淬炉内进行，真空淬火和回火的工艺为：
步骤a、将薄壁长刀片组件从室温升温到650℃，升温时间40分钟，保温时间40分钟；
步骤b、将步骤a的薄壁长刀片组件从650℃升温到850℃，升温时间25分钟，保温时间30分钟；
步骤c、将步骤b的薄壁长刀片组件从850℃升温到1050℃，升温时间15分钟，保温时间10分钟；
步骤d、将步骤c的薄壁长刀片组件从1050℃升温到1215℃，升温时间10分钟，保温10分钟；
步骤e、步骤d的薄壁长刀片组件保温结束后，向真空气淬炉炉膛内充氮气，氮气压力为0.35MPa，同时打开风机，风机转速为2400r/min，将薄壁长刀片组件冷却到100℃，调低风机转速至1800r/min；
步骤f、将步骤e的薄壁长刀片组件高温回火三次，高温回火工艺为：薄壁长刀片组件从100℃升温到500℃，保温3小时；在第一次回火时检查薄壁长刀片1变形情况，必要时在回火过程中用C型钳锁紧变形部位，在第二、第三次回火时可以将工装拆除，回火结束后出炉空冷至室温。
请参照图1-2，本发明的实施例二为：
一种薄壁长刀片真空淬火工艺，包括如下步骤：
步骤1、在薄壁长刀片1端面的中轴线上设置两个以上的螺钉孔，相邻两个螺钉孔间的距离为100mm，在螺钉孔上设置不锈钢螺钉，不锈钢螺钉将相对放置的两片薄壁长刀片1固定连接，两片薄壁长刀片1间设有不锈钢螺帽，控制两片薄壁长刀片1间的距离为50mm，不锈钢螺帽套设在不锈钢螺钉上，不锈钢螺钉、两片薄壁长刀片1和不锈钢螺帽组成薄壁长刀片组件；
步骤2、将步骤1所得的薄壁长刀片组件的侧面垂直放置于垫块3上，使薄壁长刀片组件平稳放置于托盘上，装炉；
步骤3、将步骤2的薄壁长刀片组件和垫块3连同托盘一起进行真空淬火和回火。
真空淬火在真空气淬炉内进行，真空淬火和回火的工艺为：
步骤a、将薄壁长刀片组件从室温升温到680℃，升温时间50分钟，保温时间50分钟；
步骤b、将步骤a的薄壁长刀片组件从680℃升温到880℃，升温时间35分钟，保温时间40分钟；
步骤c、将步骤b的薄壁长刀片组件从880℃升温到1080℃，升温时间25分钟，保温时间20分钟；
步骤d、将步骤c的薄壁长刀片组件从1080℃升温到1240℃，升温时间20分钟，保温18分钟；
步骤e、步骤d的薄壁长刀片组件保温结束后，向真空气淬炉炉膛内充氮气，氮气压力为0.4MPa，同时打开风机，风机转速为2600r/min，将薄壁长刀片组件冷却到100℃，调低风机转速至2000r/min；
步骤f、将步骤e的薄壁长刀片组件高温回火三次，高温回火工艺为：薄壁刀片组件从100℃升温到550℃，保温3小时；在第一次回火时检查薄壁长刀片1变形情况，必要时在回火过程中用C型钳锁紧变形部位，在第二、第三次回火时：可以将工装拆除，回火结束后出炉空冷至室温。
综上所述，本发明提供的薄壁长刀片真空淬火工艺，在薄壁长刀片上设置螺钉孔，螺钉孔为两个以上，不锈钢螺钉依次通过两片薄壁长刀片，将两片薄壁长刀片对锁，并且在两片薄壁长刀片间设置不锈钢垫片或不锈钢螺帽，使得相邻两片薄壁长刀片间隔开，形成足够的空气对流空间，从而使薄壁长刀片六个面都能被氮气吹到，确保淬火冷却时薄壁长刀片各部位均匀冷却，以减少薄壁长刀片淬火变形；同时增加薄壁长刀片刚性，准确控制薄壁长刀片淬火后的平面度；薄壁长刀片的侧面垂直摆放在垫块上，不仅确保薄壁长刀片垂直放置时不会晃动，而且垫块不会与工件产生粘结，垫块可以将薄壁长刀片悬空，使薄壁长刀片与托盘间有足够的空气对流空间，淬火时全方位对流冷却减少变形；四级升温的淬火工艺，减少了应力变形：薄壁长刀片长度较长，在低温区吸收热辐射速度较慢，第一级和第二级升温需要较长的保温时间，可以确保刀片各个部位温差不超过30℃，同时减少铬元素的挥发，以减少各部位温差产生的应力变形，在高温区吸收热辐射速度较快，第三级和第四级升温可适当缩短保温时间，防止发生过热，组织粗大，影响刀片使用效果；三次高温回火工艺，可在回火过程中进行反变形处理，以校正薄壁长刀片，减少变形量。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种薄壁长刀片真空淬火工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、在薄壁长刀片上设置两个以上的工艺孔，在工艺孔上设置连接件，将两片薄壁长刀片通过连接件相对固定设置，在两片薄壁长刀片间设置支撑块，连接件、两片薄壁长刀片和支撑块组成薄壁长刀片组件；
步骤2、将步骤1所得的薄壁长刀片组件的侧面垂直放置于垫块上，使薄壁长刀片组件平稳放置于托盘上，装炉；
步骤3、将步骤2的薄壁长刀片组件和垫块连同托盘一起进行真空淬火和回火。
2.根据权利要求1所述的薄壁长刀片真空淬火工艺，其特征在于：所述步骤3的真空淬火在真空气淬炉内进行，真空淬火和回火的工艺为：
步骤a、将薄壁长刀片组件从室温升温到650℃-680℃，升温时间40-50分钟，保温时间40-50分钟；
步骤b、将步骤a的薄壁长刀片组件从650℃-680℃升温到850℃-880℃，升温时间25-35分钟，保温时间30-40分钟；
步骤c、将步骤b的薄壁长刀片组件从850℃-880℃升温到1050℃-1080℃，升温时间15-25分钟，保温时间10-20分钟；
步骤d、将步骤c的薄壁长刀片组件从1050℃-1080℃升温到1215℃-1240℃，升温时间10-20分钟，保温10-18分钟；
步骤e、步骤d的薄壁长刀片组件保温结束后，向真空气淬炉炉膛内充氮气，氮气压力为0.35MPa-0.4MPa，同时打开风机，风机转速为2400r/min-2600r/min，将薄壁长刀片组件冷却到100℃，调低风机转速至1800r/min-2000r/min；
步骤f、将步骤e的薄壁长刀片组件高温回火三次，高温回火工艺为：薄壁长刀片组件从100℃升温到500℃-550℃，保温3小时，然后出炉空冷至室温。
3.根据权利要求1所述的薄壁长刀片真空淬火工艺，其特征在于：所述垫块的材质为A3钢材。
4.根据权利要求1所述的薄壁长刀片真空淬火工艺，其特征在于：所述连接件为不锈钢螺钉。
5.根据权利要求1所述的薄壁长刀片真空淬火工艺，其特征在于：所述支撑块为不锈钢垫片或不锈钢螺帽。
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